JPWO2009054319A1 - Load control device and lighting device - Google Patents

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Abstract

実用性を向上しつつ正確に負荷制御できる放電灯点灯装置を提供する。カウント数Nnの差分が所定の閾値以下となった状態で、差分の変化率に基づき電流値iQ1がピーク値となるタイミングを予測回路35が予測する。第1変換部32のサンプリング周波数よりも大きいクロック周波数で駆動したスイッチ選択回路38が、ターンオフのタイミングで電界効果トランジスタQ1をターンオフさせるとともに、電界効果トランジスタQ2をターンオンさせる。複数のA/D変換器37aをマルチレート制御してランプ電流ioutのピーク値に基づいて予測回路35の閾値を補正する。第1変換部32のサンプリング周期間に電流値iQ1,iQ2のピーク値が位置していてもサンプリング周波数を必要以上に大きくすることなく電流値iQ1,iQ2に応じてターンオフのタイミングを正確に設定できるので、実用性が向上するとともに、正確に蛍光ランプを点灯制御できる。A discharge lamp lighting device capable of accurately controlling a load while improving practicality is provided. The prediction circuit 35 predicts the timing at which the current value iQ1 reaches the peak value based on the change rate of the difference in the state where the difference of the count number Nn is equal to or less than the predetermined threshold value. The switch selection circuit 38 driven at a clock frequency higher than the sampling frequency of the first converter 32 turns off the field effect transistor Q1 and turns on the field effect transistor Q2 at the turn-off timing. A plurality of A / D converters 37a are multi-rate controlled to correct the threshold value of the prediction circuit 35 based on the peak value of the lamp current iout. Even if the peak values of the current values iQ1 and iQ2 are located during the sampling period of the first converter 32, the turn-off timing can be accurately set according to the current values iQ1 and iQ2 without increasing the sampling frequency more than necessary. Therefore, practicality is improved and the lighting of the fluorescent lamp can be controlled accurately.

Description

本発明は、負荷を駆動するスイッチング素子を備えたインバータ回路を有する負荷制御装置およびこれを備えた照明装置に関する。   The present invention relates to a load control device having an inverter circuit including a switching element for driving a load, and an illumination device including the load control device.

従来、この種の負荷制御装置として、直流電源を交流電源に変換するインバータ部と、このインバータ部により点灯駆動される放電ランプと、この放電ランプの電流値および電圧値をそれぞれ検出する検出部と、これら検出した放電ランプのアナログの電流値および電圧値をA/D変換するA/D変換器と、このA/D変換器により検出したディジタル量に応じて、インバータ部の制御用の基準値を演算する演算部と、この演算部により演算した基準値に基づいてインバータ部を制御する制御部とを備えた放電灯点灯装置が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10−41079号公報(第3−4頁、図1)
Conventionally, as this type of load control device, an inverter unit that converts a DC power source into an AC power source, a discharge lamp that is lit and driven by the inverter unit, and a detection unit that detects a current value and a voltage value of the discharge lamp, respectively A / D converter for A / D converting analog current values and voltage values of the detected discharge lamp, and a reference value for controlling the inverter unit according to the digital quantity detected by the A / D converter There is known a discharge lamp lighting device that includes a calculation unit that calculates the above and a control unit that controls the inverter unit based on a reference value calculated by the calculation unit (see, for example, Patent Document 1).
Japanese Patent Laid-Open No. 10-41079 (page 3-4, FIG. 1)

しかしながら、例えば8ビットのA/D変換器は、通常1MHz〜2MHz程度のサンプリング周波数を有しているため、0.5μs〜1.0μs程度の分解能であるから、上述の放電灯点灯装置では、スイッチング素子の電流値、あるいは電圧値を充分にサンプリングすることができない。   However, for example, an 8-bit A / D converter usually has a sampling frequency of about 1 MHz to 2 MHz and has a resolution of about 0.5 μs to 1.0 μs. Therefore, in the above-described discharge lamp lighting device, The current value or voltage value of the switching element cannot be sampled sufficiently.

したがって、各サンプリング値の平均値などに基づいてインバータ部の動作を制御しているものの、このような制御ではインバータ部を正確に制御することが容易でない。   Therefore, although the operation of the inverter unit is controlled based on the average value of each sampling value, it is not easy to accurately control the inverter unit with such control.

一方で、スイッチングサイクルよりもサンプリング周波数を充分に大きくしたA/D変換器を用いて分解能を向上したり、複数のA/D変換器を用いてマルチレート制御したりすることも考えられるものの、このような場合には消費電流が増加したり高価になったりして、実用的でないという問題がある。   On the other hand, although it is possible to improve the resolution by using an A / D converter having a sampling frequency sufficiently higher than the switching cycle, or to perform multi-rate control using a plurality of A / D converters, In such a case, there is a problem that current consumption increases or becomes expensive, which is not practical.

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、実用性を向上しつつ正確に負荷制御できる負荷制御装置およびこれを備えた照明装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a load control device capable of accurately controlling a load while improving practicality, and an illumination device including the load control device.

請求項1記載の負荷制御装置は、負荷を駆動させるスイッチング素子を備えたインバータ回路と;オン状態のスイッチング素子を流れるアナログの電流値を所定のサンプリング周波数でこの電流値に対応するディジタル量に変換する第1変換手段と;この第1変換手段により所定のタイミングで変換されたディジタル量と、そのタイミングの次のタイミングのディジタル量との差分が所定の閾値以下となった状態で、この差分の変化率に基づきスイッチング素子を流れる電流値がピーク値となるタイミングを予測する予測手段と;第1変換手段のサンプリング周波数よりも大きいクロック周波数で駆動されて予測手段により予測されたタイミングでオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせる制御手段と;負荷から出力される電気量をディジタル量に変換する第2変換手段と;この第2変換手段により変換したディジタル量により負荷から出力される電気量のピーク値を検出し、この検出に基づいて予測手段のタイミングの予想を補正する補正手段と;を具備しているものである。   The load control device according to claim 1 is an inverter circuit including a switching element for driving a load; and converts an analog current value flowing through the switching element in an ON state into a digital quantity corresponding to the current value at a predetermined sampling frequency. The difference between the digital quantity converted at a predetermined timing by the first conversion means and the digital quantity at the next timing of the timing is equal to or less than a predetermined threshold value. Predicting means for predicting the timing at which the current value flowing through the switching element reaches a peak value based on the rate of change; driven at a clock frequency higher than the sampling frequency of the first converting means and in the on state at the timing predicted by the predicting means The switching element is turned off and the switching element in the off state is turned on. Control means for turning on; second conversion means for converting the electric quantity output from the load into a digital quantity; detecting a peak value of the electric quantity output from the load by the digital quantity converted by the second conversion means; Correction means for correcting the timing prediction of the prediction means based on this detection.

インバータ回路は、例えばハーフブリッジ型、あるいはフルブリッジ型などのインバータ回路が用いられる。   As the inverter circuit, for example, an inverter circuit of a half bridge type or a full bridge type is used.

第1変換手段は、例えば50MHz程度の発振周波数を有する電圧制御発振器、あるいは8ビットのフラッシュタイプのA/D変換器などが用いられる。   As the first conversion means, for example, a voltage controlled oscillator having an oscillation frequency of about 50 MHz or an 8-bit flash type A / D converter is used.

予測手段は、例えばDSP(Digital Signal Processor)などが用いられる。   As the prediction means, for example, a DSP (Digital Signal Processor) is used.

制御手段は、例えばDSPなどが用いられ、予測手段と一体に設けられていてもよく、また、予測手段と別体であってもよい。   For example, a DSP or the like is used as the control unit, and the control unit may be provided integrally with the prediction unit, or may be separate from the prediction unit.

第2変換手段は、例えば複数のA/D変換器、あるいは電圧制御発振器などが用いられ、これらをマルチレート制御することなどにより、負荷から出力される電気量を、個々のサンプリング周波数よりも大きいサンプリング周波数でディジタル量に変換することが可能である。   As the second conversion means, for example, a plurality of A / D converters or voltage controlled oscillators are used, and the amount of electricity output from the load is larger than each sampling frequency by performing multi-rate control of these. It can be converted to a digital quantity at the sampling frequency.

補正手段は、例えばDSPなどが用いられ、予測手段、あるいは制御手段などと一体に設けられていてもよく、また、これら予測手段や制御手段と別体であってもよい。   For example, a DSP or the like is used as the correction unit, and the correction unit may be provided integrally with the prediction unit or the control unit, or may be separate from the prediction unit and the control unit.

そして、第1変換手段により所定のタイミングで変換されたディジタル量と、そのタイミングの次のタイミングのディジタル量との差分が所定の閾値以下となった状態で、この差分の変化率に基づき、予測手段によりスイッチング素子を流れる電流値がピーク値となるタイミングを予測し、第1変換手段のサンプリング周波数よりも大きいクロック周波数で駆動された制御手段が予測手段で予測されたターンオフのタイミングでオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせ、かつ、第2変換手段により負荷から出力される電気量をディジタル量に変換し、このディジタル量により負荷から出力される電気量のピーク値を検出し、この検出に基づいて可変設定手段が予測手段のタイミングの予想を補正することで、第1変換手段のサンプリング周波数を必要以上に大きくすることなく第1変換手段のサンプリング周期間にスイッチング素子を流れる電流値のピーク値が位置していてもスイッチング素子の電流値に応じてターンオフのタイミングが正確に設定されるので、実用性が向上するとともに、正確に負荷制御可能となる。   Then, in a state where the difference between the digital quantity converted at a predetermined timing by the first conversion means and the digital quantity at the next timing is equal to or less than a predetermined threshold value, a prediction is made based on the change rate of the difference. The timing at which the current value flowing through the switching element reaches the peak value is predicted by the means, and the control means driven at a clock frequency higher than the sampling frequency of the first conversion means is turned on at the turn-off timing predicted by the prediction means. The switching element is turned off, the switching element in the off state is turned on, and the amount of electricity output from the load is converted into a digital amount by the second conversion means, and the peak of the amount of electricity output from the load is converted by this digital amount. The variable setting means detects the value of the prediction means based on the detection. The switching element is corrected even if the peak value of the current flowing through the switching element is located during the sampling period of the first converter without increasing the sampling frequency of the first converter more than necessary by correcting the prediction of Since the turn-off timing is accurately set according to the current value, the practicality is improved and the load can be controlled accurately.

請求項2記載の負荷制御装置は、請求項1記載の負荷制御装置において、予測手段は、第1変換手段により変換されたディジタル量の絶対量に基づきスイッチング素子を流れる電流値がピーク値となるタイミングを予測し、制御手段は、この予測手段により予測されたタイミングでオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせるものである。   The load control device according to claim 2 is the load control device according to claim 1, wherein the prediction means has a peak value of a current value flowing through the switching element based on an absolute amount of the digital quantity converted by the first conversion means. The timing is predicted, and the control unit turns off the switching element in the on state and turns on the switching element in the off state at the timing predicted by the prediction unit.

そして、第1変換手段により変換されたディジタル量の絶対量に基づき予測手段がスイッチング素子を流れる電流値がピーク値となるタイミングを予測し、この予測されたタイミングで制御手段がオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせることにより、スイッチング素子を流れる電流値を変換したディジタル量の差分の変化率とともに、ディジタル量の絶対量に基づいてもスイッチング素子の電流値のピーク値に対応させてスイッチング素子をターンオフさせることが可能となり、より正確に負荷制御可能となる。   Then, based on the absolute value of the digital quantity converted by the first conversion means, the prediction means predicts the timing at which the current value flowing through the switching element reaches the peak value, and the switching means in which the control means is in the ON state at the predicted timing. Is turned off, and the switching element in the off state is turned on, so that the peak value of the current value of the switching element can also be determined based on the absolute value of the digital quantity as well as the change rate of the difference of the digital quantity converted from the current value flowing through the switching element. The switching element can be turned off according to the value, and the load can be controlled more accurately.

請求項3記載の負荷制御装置は、請求項1または2記載の負荷制御装置において、制御手段は、予測手段での差分の変化率が増加した場合に、スイッチング素子をオフするものである。   A load control device according to a third aspect is the load control device according to the first or second aspect, wherein the control means turns off the switching element when the rate of change of the difference in the prediction means increases.

そして、予測手段での差分の変化率が増加した場合には、制御手段がスイッチング素子をオフすることで、回路異常などによる過電流などが防止される。   When the rate of change of the difference in the predicting means increases, the control means turns off the switching element, thereby preventing an overcurrent due to a circuit abnormality or the like.

請求項4記載の照明装置は、請求項1ないし3いずれか一記載の負荷制御装置と;この負荷制御装置により点灯される負荷としての放電ランプが取り付けられる器具本体と;を具備しているものである。   A lighting device according to a fourth aspect includes the load control device according to any one of the first to third aspects; and an appliance main body to which a discharge lamp as a load that is turned on by the load control device is attached. It is.

そして、請求項1ないし3いずれか一記載の負荷制御装置を備えることで、それぞれの作用を奏する。   And each effect | action is show | played by providing the load control apparatus as described in any one of Claim 1 thru | or 3.

請求項1記載の負荷制御装置によれば、第1変換手段により所定のタイミングで変換されたディジタル量と、そのタイミングの次のタイミングのディジタル量との差分が所定の閾値以下となった状態で、この差分の変化率に基づき、予測手段により第1変換手段のサンプリング周波数よりも大きい周波数のクロックを発生させて第1変換手段のサンプリングタイミング間のスイッチング素子のターンオフのタイミングを予測し、この予測されたターンオフのタイミングで制御手段がオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせ、かつ、第2変換手段により負荷から出力される電気量をディジタル量に変換し、このディジタル量により負荷から出力される電気量のピーク値を検出し、この検出に基づいて可変設定手段が予測手段のタイミングの予想を補正することで、第1変換手段のサンプリング周波数を必要以上に大きくすることなくスイッチング素子の電流値に応じてターンオフのタイミングを正確に設定できるので、実用性を向上できるとともに、正確に負荷制御できる。   According to the load control device of the first aspect, the difference between the digital quantity converted at the predetermined timing by the first conversion means and the digital quantity at the timing next to the timing is not more than the predetermined threshold value. Based on the rate of change of the difference, a clock having a frequency higher than the sampling frequency of the first conversion unit is generated by the prediction unit to predict the turn-off timing of the switching element between the sampling timings of the first conversion unit. At the turn-off timing, the control means turns off the switching element in the on state, turns on the switching element in the off state, and converts the amount of electricity output from the load into a digital quantity by the second conversion means. The peak value of the electric quantity output from the load is detected by the digital quantity. Based on this detection, the variable setting means corrects the timing prediction of the prediction means, so that the turn-off timing can be accurately determined according to the current value of the switching element without increasing the sampling frequency of the first conversion means more than necessary. Since it can be set, the utility can be improved and the load can be controlled accurately.

請求項2記載の負荷制御装置によれば、請求項1記載の負荷制御装置の効果に加えて、第1変換手段により変換されたディジタル量の絶対量に基づき予測手段がスイッチング素子を流れる電流値がピーク値となるタイミングを予測し、この予測されたタイミングで制御手段がオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせることにより、スイッチング素子を流れる電流値を変換したディジタル量の差分の変化率とともに、ディジタル量の絶対量に基づいてもスイッチング素子の電流値のピーク値に対応させてスイッチング素子をターンオフさせることができ、より正確に負荷制御できる。   According to the load control device according to claim 2, in addition to the effect of the load control device according to claim 1, the current value at which the prediction means flows through the switching element based on the absolute amount of the digital quantity converted by the first conversion means. Is the digital value obtained by converting the value of the current flowing through the switching element by predicting the timing at which the peak value is reached and turning off the switching element in the on state and turning on the switching element in the off state at the predicted timing. The switching element can be turned off in correspondence with the peak value of the current value of the switching element, based on the absolute value of the digital quantity as well as the change rate of the difference in quantity, and load control can be performed more accurately.

請求項3記載の負荷制御装置によれば、請求項1または2記載の負荷制御装置の効果に加えて、予測手段での差分の変化率が増加した場合には、制御手段がスイッチング素子をオフすることで、回路異常などによる過電流などを防止できる。   According to the load control device of the third aspect, in addition to the effect of the load control device according to the first or second aspect, when the rate of change of the difference in the prediction means increases, the control means turns off the switching element. By doing so, it is possible to prevent overcurrent caused by circuit abnormality.

請求項4記載の照明装置によれば、請求項1ないし3いずれか一記載の負荷制御装置を備えることで、それぞれの作用を奏する。   According to the illumination device of the fourth aspect, the load control device according to any one of the first to third aspects is provided, so that each effect is exhibited.

本発明の一実施の形態を示す負荷制御装置の一部のブロック図である。It is a block diagram of a part of a load control device showing an embodiment of the present invention. 同上負荷制御装置の回路図である。It is a circuit diagram of a load control apparatus same as the above. 同上負荷制御装置を備えた照明装置の外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the illuminating device provided with the load control apparatus same as the above. 同上負荷制御装置の負荷および各スイッチング素子の電気量を示すグラフである。It is a graph which shows the load of a load control apparatus same as the above, and the electric quantity of each switching element. 同上負荷制御装置の第1変換手段の動作を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows operation | movement of the 1st conversion means of a load control apparatus same as the above. 同上負荷制御装置のスイッチング素子の電流値のピーク値および負荷の電気量のピーク値のそれぞれの検出アルゴリズムを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows each detection algorithm of the peak value of the electric current value of the switching element of a load control apparatus same as the above, and the peak value of the electric quantity of load. 同上負荷制御装置のスイッチング素子の電流値のピーク値の検出アルゴリズムの一部を拡大して示す説明図である。It is explanatory drawing which expands and shows a part of detection algorithm of the peak value of the electric current value of the switching element of a load control apparatus same as the above.

符号の説明Explanation of symbols

11 照明装置
12 器具本体
16 負荷制御装置としての放電灯点灯装置
22 インバータ回路
32 第1変換手段としての第1変換部
35 予測手段および補正手段の機能を有するターンオフ時予測回路
37a 第2変換手段としてのA/D変換器
38 制御手段としてのスイッチ選択回路
FL 負荷としての放電ランプである蛍光ランプ
Q1,Q2 スイッチング素子としての電界効果トランジスタ
11 Lighting equipment
12 Instrument body
16 Discharge lamp lighting device as load control device
22 Inverter circuit
32 1st conversion part as 1st conversion means
35 Turn-off prediction circuit having functions of prediction means and correction means
37a A / D converter as second conversion means
38 Switch selection circuit as control means
Fluorescent lamp that is a discharge lamp as FL load
Q1, Q2 Field effect transistors as switching elements

以下、本発明の一実施の形態を図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は負荷制御装置の一部のブロック図、図2は負荷制御装置の回路図、図3は負荷制御装置を備えた照明装置の外観を示す斜視図、図4は負荷制御装置の負荷および各スイッチング素子の電気量を示すグラフ、図5は負荷制御装置の第1変換手段の動作を示す説明図、図6は負荷制御装置のスイッチング素子の電流値のピーク値および負荷の電気量のピーク値のそれぞれの検出アルゴリズムを示す説明図、図7は負荷制御装置のスイッチング素子の電流値のピーク値の検出アルゴリズムの一部を拡大して示す説明図である。   1 is a block diagram of a part of the load control device, FIG. 2 is a circuit diagram of the load control device, FIG. 3 is a perspective view showing an appearance of a lighting device including the load control device, and FIG. FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the first conversion means of the load control device, and FIG. 6 is a peak value of the current value of the switching device of the load control device and a peak of the load electric amount. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an enlarged part of a detection algorithm for the peak value of the current value of the switching element of the load control device.

図3に示すように、11は照明装置で、この照明装置11は器具本体12を有しており、この器具本体12の下面には反射面13が形成され、この反射面13の長手方向の両端にはランプソケット14,14が装着され、これらランプソケット14,14間には、負荷としての放電ランプである直管型の蛍光ランプFLが電気的かつ機械的に取り付けられている。また、この器具本体12内には、図1に示す負荷制御装置としての放電灯点灯装置16が収納されている。   As shown in FIG. 3, reference numeral 11 denotes an illuminating device, and the illuminating device 11 has an instrument body 12, and a reflecting surface 13 is formed on the lower surface of the instrument body 12, and the reflecting surface 13 is arranged in the longitudinal direction. Lamp sockets 14 and 14 are mounted at both ends, and between these lamp sockets 14 and 14, a straight tube type fluorescent lamp FL which is a discharge lamp as a load is electrically and mechanically attached. Further, a discharge lamp lighting device 16 as a load control device shown in FIG.

図2に示すように、図示しない商用交流電源を整流平滑した直流電源部21に放電灯点灯回路としてのインバータ回路22が接続され、このインバータ回路22はスイッチング素子としての電界効果トランジスタ(FET)Q1および電界効果トランジスタQ2が直列に接続された、ハーフブリッジ型のもので、インバータ電流iout0(図4(b))が流れている。As shown in FIG. 2, an inverter circuit 22 as a discharge lamp lighting circuit is connected to a DC power source 21 rectified and smoothed from a commercial AC power source (not shown). This inverter circuit 22 is a field effect transistor (FET) Q1 as a switching element. And a half-bridge type in which the field effect transistor Q2 is connected in series, and an inverter current i out0 (FIG. 4B) flows.

さらに、これら電界効果トランジスタQ1,Q2のゲートには、制御回路としてのディジタル制御部であるディジタル制御回路23が接続されている。   Further, a digital control circuit 23, which is a digital control unit as a control circuit, is connected to the gates of these field effect transistors Q1 and Q2.

また、電界効果トランジスタQ1および電界効果トランジスタQ2の接続点は、直流カット用のコンデンサC1およびインダクタLの直列回路を介して、蛍光ランプFLの一端側に接続され、この蛍光ランプFLの図示しない他方側が直流電源部21の負極に接続されている。さらに、蛍光ランプFLには、始動用のコンデンサC2が並列に接続されている。   The connection point of the field effect transistor Q1 and the field effect transistor Q2 is connected to one end side of the fluorescent lamp FL via a series circuit of a DC cut capacitor C1 and an inductor L, and the other not shown of the fluorescent lamp FL The side is connected to the negative electrode of the DC power supply unit 21. Further, a starting capacitor C2 is connected in parallel to the fluorescent lamp FL.

そして、図1に示すように、ディジタル制御回路23は、電界効果トランジスタQ1,Q2のそれぞれに流れる電流値iQ1,iQ2(図4(c)および図4(d))を選択する選択回路31に、第1変換手段としての第1変換部32と、ゼロクロス検出回路33と、同期信号発生回路34とが接続されているとともに、第1変換部32に、予測手段と補正手段とのそれぞれの機能を有するターンオフ時予測回路35(以下、予測回路35という)が接続され、この予測回路35に整流回路36と第2変換部37とが接続され、また、選択回路31と予測回路35とが、制御手段としてのスイッチ選択回路38に接続されている。なお、以下、電流値iQ1,iQ2の少なくともいずれか、あるいは両方を単に電流値iということがある。As shown in FIG. 1, the digital control circuit 23 selects the current values i Q1 and i Q2 (FIG. 4 (c) and FIG. 4 (d)) flowing in the field effect transistors Q1 and Q2, respectively. 31 is connected to a first conversion unit 32 as a first conversion unit, a zero-cross detection circuit 33, and a synchronization signal generation circuit 34. The first conversion unit 32 includes a prediction unit and a correction unit, respectively. The turn-off prediction circuit 35 (hereinafter referred to as the prediction circuit 35) having the following functions is connected to the prediction circuit 35. The rectifier circuit 36 and the second conversion unit 37 are connected to the prediction circuit 35, and the selection circuit 31 and the prediction circuit 35 Are connected to a switch selection circuit 38 as control means. Hereinafter, at least one or both of the current values i Q1 and i Q2 may be simply referred to as a current value i.

選択回路31は、電界効果トランジスタQ1,Q2のうち、電流が流れる方を検知・選択してその電流値を第1変換部32に出力するものである。なお、この選択回路31は、強制的に電界効果トランジスタQ1,Q2のいずれか一方を選択するように構成してもよい。   The selection circuit 31 detects and selects one of the field effect transistors Q1 and Q2 in which the current flows, and outputs the current value to the first conversion unit 32. Note that the selection circuit 31 may be configured to forcibly select one of the field effect transistors Q1 and Q2.

第1変換部32は、例えばA/D変換部としての電流制御発振器(ICO)41と、計測手段としてのカウンタ42とが順次接続されて構成されている。   The first conversion unit 32 is configured by sequentially connecting, for example, a current control oscillator (ICO) 41 as an A / D conversion unit and a counter 42 as a measuring unit.

電流制御発振器41は、選択回路31により選択された電流値iが入力されると、第1変換部32のサンプリング周期である所定のサンプリング周波数、例えば50MHzの周波数でこの電流値iをサンプリングし(図5(a)および図5(b))、このサンプリングした電流値iに対応したディジタル量として、この電流値iに対応した周波数のクロック信号fを出力するものである。例えば、この電流制御発振器41は、電流値が大きい場合には、周波数が大きいクロック信号fを出力する。なお、この電流制御発振器41に代えて、電流値iを電圧値に変換する電流電圧変換手段と、この電流電圧変換手段により変換された電圧値を所定のサンプリング周波数でサンプリングしてクロック信号fを出力する電圧制御発振器(VCO)とを用いてもよい。   When the current value i selected by the selection circuit 31 is input, the current control oscillator 41 samples the current value i at a predetermined sampling frequency that is the sampling period of the first converter 32, for example, a frequency of 50 MHz ( 5 (a) and 5 (b)), a clock signal f having a frequency corresponding to the current value i is output as a digital quantity corresponding to the sampled current value i. For example, the current control oscillator 41 outputs a clock signal f having a large frequency when the current value is large. Instead of the current control oscillator 41, a current / voltage converting means for converting the current value i into a voltage value, and the voltage value converted by the current / voltage converting means is sampled at a predetermined sampling frequency to obtain the clock signal f. An output voltage controlled oscillator (VCO) may be used.

カウンタ42は、電流制御発振器41により出力したクロック信号fを所定時間でカウントするものである。このカウンタ42によりカウントしたクロック信号fのカウント数は、例えば電界効果トランジスタQ1,Q2のスイッチング周期が10μs(スイッチング周波数100kHz)で、電流制御発振器41のサンプリング周波数が50MHzである場合に、同期信号発生回路34でのサンプリング周期である時間幅Tsamp1が例えば0.1μs(サンプリング周波数10MHz)のときには5個程度、時間幅Tsamp1が例えば0.2μs(サンプリング周波数5MHz)のときには10個程度、時間幅Tsamp1が例えば0.5μs(サンプリング周波数2MHz)のときには25個程度、時間幅Tsamp1が例えば1.0μs(サンプリング周波数1MHz)のときには50個程度をとることが可能である。そして、カウンタ42は、各時間幅Tsamp1,n毎の平均値を取ったカウント数Nを予測回路35に出力する。The counter 42 counts the clock signal f output from the current control oscillator 41 for a predetermined time. The count number of the clock signal f counted by the counter 42 is, for example, when the switching period of the field effect transistors Q1 and Q2 is 10 μs (switching frequency 100 kHz) and the sampling frequency of the current control oscillator 41 is 50 MHz. When the time width T samp1, which is the sampling period in the circuit 34, is 0.1 μs (sampling frequency 10 MHz), for example, about five, and when the time width T samp1 is 0.2 μs (sampling frequency 5 MHz), for example, about ten time widths For example, when T samp1 is 0.5 μs (sampling frequency 2 MHz), about 25, and when the time width T samp1 is 1.0 μs (sampling frequency 1 MHz), about 50 can be taken. Then, the counter 42 outputs the count number N n obtained by taking the average value for each time width T samp1, n to the prediction circuit 35.

ゼロクロス検出回路33は、電流値iのゼロクロス点(負から正に変わる点)を検出し、この検出タイミングを同期信号発生回路34に出力するもので、この出力によって同期信号発生回路34から発生された時間幅Tsamp1毎の同期信号により、電流制御発振器41とカウンタ42とのそれぞれの起動のタイミングをリセットして、電流値iのゼロクロス点に第1変換部32のサンプリング周期を同期可能となっている。換言すれば、第1変換部32のサンプリング周期は、インバータ回路22(図2)のスイッチング周期と同期が取られている。なお、第1変換部32のサンプリング周期は、インバータ回路22(図2)のスイッチング周期と同期を取らなくてもよく、この場合には、このゼロクロス検出回路33を設けなくてもよい。The zero-cross detection circuit 33 detects a zero-cross point (a point where the current value i changes from negative to positive) and outputs the detection timing to the synchronization signal generation circuit 34. The output is generated from the synchronization signal generation circuit 34 by this output. The timing of starting each of the current control oscillator 41 and the counter 42 is reset by the synchronization signal for each time width T samp1 , and the sampling period of the first conversion unit 32 can be synchronized with the zero cross point of the current value i. ing. In other words, the sampling period of the first converter 32 is synchronized with the switching period of the inverter circuit 22 (FIG. 2). Note that the sampling period of the first converter 32 does not have to be synchronized with the switching period of the inverter circuit 22 (FIG. 2). In this case, the zero-cross detection circuit 33 may not be provided.

予測回路35は、第1変換部32により所定のタイミングで変換されたディジタル量であるカウント数Nnと、そのタイミングの次のタイミングのカウント数Nnとの差分ND=Nn−Nn-1が所定の閾値NDREF以下となった状態で、この差分NDの変化率、すなわち、NDD,n=ND,n−ND,n-1、NDD,n-1=ND,n-1−ND,n-2、……、NDD,n-v=ND,n-v−ND,n-v-1の変化率に基づき、電界効果トランジスタQ1,Q2の電流値iQ1あるいは電流値iQ2のいずれかがピーク値となるタイミングを予測可能(図6(a)および図6(b))である。また、この予測回路35は、各時間幅Tsamp1,k(k=1,2,……,n−1,n,……)でのディジタル量の絶対量すなわち各カウント数Nk(k=1,2,……,n−1,n,,……)の複数に基づいて、電流値iQ1あるいは電流値iQ2のいずれかがピーク値となるタイミングを予測可能である。The prediction circuit 35 has a difference N D = N n −N n between the count number N n , which is a digital quantity converted at a predetermined timing by the first conversion unit 32, and the count number N n of the next timing after that timing. -1 is less than or equal to a predetermined threshold value N DREF , the rate of change of this difference N D , that is, N DD, n = N D, n −N D, n−1 , N DD, n−1 = N D, n-1 -ND , n-2 ..., N DD, nv = N D, nv -Based on the rate of change of Nd, nv-1 , the current value i Q1 of the field effect transistors Q1, Q2 or The timing at which any of the current values iQ2 reaches the peak value can be predicted (FIG. 6 (a) and FIG. 6 (b)). Further, the prediction circuit 35 calculates the absolute value of the digital quantity in each time width T samp1, k (k = 1, 2,..., N−1, n,...), That is, each count number N k (k = .., N−1, n,...), The timing at which either the current value i Q1 or the current value i Q2 becomes a peak value can be predicted.

整流回路36は、蛍光ランプFLの電気量、例えば出力電流である交流のランプ電流iout(図4(a))を全波整流して第2変換部37に出力するものである。なお、蛍光ランプFLの電気量としては、例えば出力電圧、あるいは電力などでもよい。The rectifier circuit 36 performs full-wave rectification on the amount of electricity of the fluorescent lamp FL, for example, an AC lamp current i out (FIG. 4A), which is an output current, and outputs it to the second converter 37. The amount of electricity of the fluorescent lamp FL may be, for example, an output voltage or power.

第2変換部37は、第2変換手段であるA/D変換器37aを内部に複数備え、これらA/D変換器37aをマルチレート制御、すなわち互いに位相を所定量ずつずらして動作させることで、整流回路36から出力された蛍光ランプFLのランプ電流ioutを、ディジタル量へとA/D変換する(図6(c))ものである。したがって、この第2変換部37は、個々のA/D変換器37aのサンプリング周波数よりも大きいサンプリング周波数、すなわち、個々のA/D変換器37aのサンプリングの時間幅よりも小さい時間幅Tsamp2でデータをサンプリングしている。また、この第2変換部37は、予測回路35によってサンプリングのタイミングが指示される。The second conversion unit 37 includes a plurality of A / D converters 37a serving as second conversion means, and the A / D converters 37a are operated by multi-rate control, that is, by shifting the phases by a predetermined amount. The lamp current i out of the fluorescent lamp FL output from the rectifier circuit 36 is A / D converted into a digital quantity (FIG. 6 (c)). Therefore, the second conversion unit 37 has a sampling frequency larger than the sampling frequency of each A / D converter 37a, that is, a time width T samp2 smaller than the sampling time width of each A / D converter 37a. Sampling data. The second conversion unit 37 is instructed by the prediction circuit 35 for sampling timing.

なお、第2変換部37としては、アナログの基準量との比較や温度補正などが可能であれば、各A/D変換器37aに代えて、上記第1変換部32と同様に電圧制御発振器とカウンタとを複数組設けるように構成したり、単独のA/D変換器37aを用いたりしてもよい。   As the second conversion unit 37, as long as comparison with an analog reference amount or temperature correction is possible, the voltage conversion oscillator similar to the first conversion unit 32 is used instead of each A / D converter 37a. And a plurality of counters may be provided, or a single A / D converter 37a may be used.

そして、スイッチ選択回路38は、電界効果トランジスタQ1,Q2の各ゲートに接続され、これら電界効果トランジスタQ1,Q2を、予測回路35により予測されたタイミングでスイッチング制御するものである。このスイッチ選択回路38は、通常、100kHz程度のスイッチング周波数(10μs程度のスイッチング周期)で電界効果トランジスタQ1,Q2をスイッチングしている。   The switch selection circuit 38 is connected to the gates of the field effect transistors Q1 and Q2, and controls the switching of the field effect transistors Q1 and Q2 at the timing predicted by the prediction circuit 35. The switch selection circuit 38 normally switches the field effect transistors Q1 and Q2 at a switching frequency of about 100 kHz (switching cycle of about 10 μs).

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。   Next, the operation of the above embodiment will be described.

ディジタル制御回路23により電界効果トランジスタQ1,Q2がスイッチング制御されインバータ回路22から出力された高周波電圧は、直流カット用のコンデンサC1、インダクタLおよび始動用のコンデンサC2の共振により共振電圧に変換され、この共振電圧が、蛍光ランプFLのフィラメントを予熱させるとともに、フィラメント間に印加され、蛍光ランプFLを点灯させる。   The high-frequency voltage output from the inverter circuit 22 by switching the field effect transistors Q1 and Q2 by the digital control circuit 23 is converted into a resonance voltage by resonance of the DC cut capacitor C1, the inductor L, and the start capacitor C2. This resonance voltage preheats the filament of the fluorescent lamp FL and is applied between the filaments to light the fluorescent lamp FL.

ここで、ディジタル制御回路23では、電流値iQ1,iQ2のいずれか、ここでは例えば電流値iQ1が負から正になるタイミングをゼロクロス検出回路33が検出すると、このゼロクロス検出信号が選択回路31に入力され、選択回路31が電流値iQ1を選択し、この選択した電流値iQ1が第1変換部32の電流制御発振器41によりその絶対量に対応した周波数のクロック信号fに変換されるとともに、この変換されたクロック信号fがカウンタ42によりカウントされる。Here, in the digital control circuit 23, when the zero cross detection circuit 33 detects one of the current values i Q1 and i Q2 , for example, the timing at which the current value i Q1 changes from negative to positive, this zero cross detection signal is selected as a selection circuit. 31, the selection circuit 31 selects the current value i Q1, and the selected current value i Q1 is converted into a clock signal f having a frequency corresponding to the absolute amount by the current control oscillator 41 of the first converter 32. At the same time, the converted clock signal f is counted by the counter 42.

このとき、ゼロクロス検出回路33からのゼロクロス検出信号が同期信号発生回路34にも入力されていることで、電流制御発振器41とカウンタ42との動作タイミングがリセットされ、電流制御発振器41(第1変換部32)のサンプリング周期がインバータ回路22のスイッチング周期と同期されている。   At this time, since the zero cross detection signal from the zero cross detection circuit 33 is also input to the synchronization signal generation circuit 34, the operation timing of the current control oscillator 41 and the counter 42 is reset, and the current control oscillator 41 (first conversion) The sampling period of the unit 32) is synchronized with the switching period of the inverter circuit 22.

次いで、カウンタ42により各時間幅Tsamp1,n(n=1,2,……)でのカウント数Nnが予測回路35に入力されると、この予測回路35が、このカウント数Nnに基づいて差分ND,nを演算する。そして、差分ND,nが所定の閾値NDREF以下となった状態、すなわちND,n≦NDREFの状態で、電界効果トランジスタQ1のターンオフのタイミングTto,uを予測する。Next, when the counter 42 inputs the count number N n in each time width T samp1, n (n = 1, 2,...) To the prediction circuit 35, the prediction circuit 35 sets the count number N n to this count number N n . Based on this, the difference N D, n is calculated. Then, the turn-off timing T to, u of the field effect transistor Q1 is predicted in a state where the difference N D, n is equal to or less than a predetermined threshold value N DREF , that is, N D, n ≦ N DREF .

具体的に、予測回路35は、差分NDD、すなわちNDD,n=ND,n−ND,n-1、NDD,n-1=ND,n-1−ND,n-2、……、NDD,n-v-1=ND,n-v−ND,n-v-1を演算し、これらの変化率に基づいて、第1変換部32のサンプリング周波数よりも大きいクロック周波数を発生させ、時間幅Tsamp1よりも小さい時間幅Ttoで、時間幅Tsamp1,n+k(kは1以上の任意の自然数)、すなわちk個のサンプリング周期後の時間幅Tsamp1中に位置する電流値iQ1のピーク値のタイミングを予測する(図7)。ここでは、差分NDDの変化率が小さくなってくると、ピーク値が近づいていると判断し、この差分NDDの変化率が所定値以下になると、ピーク値であると判断する。なお、kは通常1または2に設定されるが、例えば閾値NDREFの設定分解能が不足している場合には、kを大きくすることで、この設定分解能の不足を補うことができる。Specifically, the prediction circuit 35, the difference N DD, i.e. N DD, n = N D, n -N D, n-1, N DD, n-1 = N D, n-1 -N D, n- 2 ..., N DD, nv-1 = N D, nv -N D, nv-1 is calculated, and a clock frequency higher than the sampling frequency of the first converter 32 is generated based on the rate of change. is allowed, a small time width T-to than the time width T SAMP1, the time width T samp1, n + k (k is an arbitrary natural number of 1 or more), i.e. located in the time width T SAMP1 after the k sampling periods The timing of the peak value of the current value i Q1 is predicted (FIG. 7). Here, when the change rate of the difference N DD becomes smaller, it is determined that the peak value is approaching, and when the change rate of the difference N DD is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the peak value is reached. Although k is normally set to 1 or 2, for example, when the setting resolution of the threshold value N DREF is insufficient, this lack of setting resolution can be compensated by increasing k.

また、例えば電界効果トランジスタQ1を流れる電流の傾きが変化しない領域で上記タイミングTto,uを予測した場合など、電界効果トランジスタQ1,Q2のスイッチング周波数が大幅に変化してタイミングTto,uを適切に予測できない状態では、予測回路35が、このタイミングTto,uを、複数のカウント数Nnの絶対量に基づいて電流値iQ1がピーク値となるタイミングとして予測する。なお、電流値iの目標のピーク値は、ランプ電流ioutとその目標値との差により設定する。In addition, for example, when the timing T to, u is predicted in a region where the slope of the current flowing through the field effect transistor Q1 does not change, the switching frequency of the field effect transistors Q1, Q2 changes significantly to set the timing T to, u . In a state where the prediction cannot be properly performed, the prediction circuit 35 predicts the timing T to, u as the timing at which the current value i Q1 reaches the peak value based on the absolute amounts of the plurality of count numbers N n . The target peak value of the current value i is set by the difference between the lamp current i out and the target value.

そして、予測回路35で予測したタイミングTto,uによって、この予測回路35がスイッチ選択回路38を時間幅Ttoの微小幅PWM信号で制御し、このスイッチ選択回路38が、選択回路31により電流値iを選択した電界効果トランジスタ、本実施の形態では電界効果トランジスタQ1を、予測回路35で予測したタイミングTto,uでターンオフさせ、このタイミングT1あるいはタイミングT2で電界効果トランジスタQ2をターンオンさせる。Then, according to the timing T to, u predicted by the prediction circuit 35, the prediction circuit 35 controls the switch selection circuit 38 with a minute width PWM signal having a time width T to. The field effect transistor having the value i selected, in this embodiment, the field effect transistor Q1 is turned off at the timing T to, u predicted by the prediction circuit 35, and the field effect transistor Q2 is turned on at the timing T1 or T2.

一方、ランプ電流ioutは、整流回路36により整流され、第2変換部37の各A/D変換器37aがマルチレート制御されて、タイミングTto,uから時間τD1の遅れの後、所定の時間幅Tsamp2でディジタル量に変換される。On the other hand, the lamp current i out is rectified by the rectifier circuit 36, and each A / D converter 37a of the second converter 37 is multi-rate controlled, and after a delay of time τ D1 from the timing T to, u Is converted into a digital quantity with a time width T samp2 .

そして、予測回路35では、この変換されたディジタル量によってランプ電流ioutのピーク値を検出し、この検出に基づいて、閾値NDREFを適宜補正する。The prediction circuit 35 detects the peak value of the lamp current i out based on the converted digital quantity, and corrects the threshold value N DREF as appropriate based on this detection.

このとき、閾値NDREFの補正に用いる第2変換部37のディジタル量は、例えば時間幅Tsamp2が比較的短い場合には、各A/D変換器37aにより変換したディジタル量の平均値を用い、時間幅Tsamp2が比較的長い場合には、各A/D変換器37aにより変換したディジタル量の最大値あるいは最小値を用いる。At this time, as the digital quantity of the second conversion unit 37 used for correcting the threshold value N DREF , for example, when the time width T samp2 is relatively short, the average value of the digital quantities converted by the A / D converters 37a is used. When the time width T samp2 is relatively long, the maximum value or the minimum value of the digital amount converted by each A / D converter 37a is used.

この結果、この補正されたタイミング、すなわちランプ電流ioutのピーク値の検出タイミングから時間τD2分遅れたタイミングで、上記電界効果トランジスタQ1のターンオフ制御と同様に電界効果トランジスタQ2がターンオフされ、電界効果トランジスタQ1がターンオンされる。換言すれば、電界効果トランジスタQ1,Q2のスイッチング周期の半周期後のターンオフのタイミング(PWM信号出力)が補正される。As a result, at the corrected timing, that is, at the timing delayed by time τ D2 from the detection timing of the peak value of the lamp current i out , the field effect transistor Q2 is turned off similarly to the turn-off control of the field effect transistor Q1, and the electric field The effect transistor Q1 is turned on. In other words, the turn-off timing (PWM signal output) after a half cycle of the switching cycle of the field effect transistors Q1 and Q2 is corrected.

この後、同様に電界効果トランジスタQ1,Q2に対して交互に制御を繰り返す。   Thereafter, the control is repeated alternately for the field effect transistors Q1 and Q2.

以上のように、第1変換部32により変換されたカウント数Nn-1と、その次のカウント数Nnとの差分ND,nが所定の閾値NDREF以下となった状態で、この差分NDの変化率に基づき、予測回路35により電界効果トランジスタQ1,Q2を流れる電流値iQ1,iQ2がピーク値となるタイミングTto,uを予測し、この予測されたターンオフのタイミングTto,uでスイッチ選択回路38がオン状態の電界効果トランジスタ、本実施の形態では電界効果トランジスタQ1をターンオフさせるとともに、オフ状態の電界効果トランジスタ、本実施の形態では電界効果トランジスタQ2をターンオンさせ、かつ、予測回路35により予測されたターンオフのタイミングTto,uの近傍で複数のA/D変換器37aをマルチレート制御してランプ電流ioutをディジタル量に変換し、これらディジタル量によりランプ電流ioutのピーク値を検出し、この検出に基づいて予測回路35のタイミングの予測を補正、具体的には閾値NDREFを補正することで、第1変換部32のサンプリング周波数を必要以上に大きくすることなく、第1変換部32のサンプリング周期間に電流値iのピーク値が位置していても、この電流値iに応じてターンオフのタイミングTto,uを正確に設定できるので、実用性が向上するとともに、正確に蛍光ランプFLを点灯制御できる。As described above, in a state where the difference N D, n between the count number N n−1 converted by the first conversion unit 32 and the next count number N n is equal to or less than a predetermined threshold value N DREF , based on the rate of change of the difference N D, the current value i Q1 flowing through the field effect transistors Q1, Q2 by the prediction circuit 35, i Q2 timing T-to as a peak value, to predict u, timing T of the predicted off To, u , the switch selection circuit 38 is turned on, and in this embodiment, the field effect transistor Q1 is turned off, and the field effect transistor in the off state, in this embodiment, the field effect transistor Q2 is turned on. and converts the timing T-to turn-off predicted by prediction circuit 35, and multi-rate control a plurality of a / D converters 37a in the vicinity of u the lamp current i out into digital amount, which Digital quantity by detecting the peak value of the lamp current i out, corrects the prediction of timing for prediction circuit 35 on the basis of this detection, in particular by correcting the threshold value N DREF, the sampling frequency of the first converter 32 Even if the peak value of the current value i is located during the sampling period of the first conversion unit 32, the turn-off timing T to, u is accurately set according to the current value i. As a result, practicality improves and lighting control of the fluorescent lamp FL can be accurately performed.

また、第1変換部32により変換されたカウント数Nnの絶対量に基づき予測回路35が、電流値iがピーク値となるタイミングを予測し、この予測されたタイミングでスイッチ選択回路38がオン状態の電界効果トランジスタ、ここでは電界効果トランジスタQ1をターンオフさせるとともに、オフ状態の電界効果トランジスタ、ここでは電界効果トランジスタQ2をターンオンさせることにより、カウント数Nnの差分NDの変化率とともに、電流値iの絶対量に基づいても電流値iのピーク値に対応させて電界効果トランジスタ、ここでは電界効果トランジスタQ1をターンオフさせることが可能となり、より正確に負荷制御できる。Further, the prediction circuit 35 predicts the timing at which the current value i reaches the peak value based on the absolute amount of the count number N n converted by the first conversion unit 32, and the switch selection circuit 38 is turned on at the predicted timing. field effect transistor of the state, the turning off the field effect transistor Q1 here, field effect transistors in the oFF state, wherein by turning on the field effect transistor Q2, along with the rate of change of the difference n D of the count number n n, current Even based on the absolute value of the value i, the field effect transistor, here, the field effect transistor Q1 can be turned off in correspondence with the peak value of the current value i, and load control can be performed more accurately.

さらに、ピーク値となるTsamp1の数周期前のカウント数Nnの差分NDなどの演算結果によって電流値iがピーク値となるタイミングTto,uを予測して計算するので、計算時間を確保できる。Further, the timing T-to the current value i reaches a peak value by calculation results, such as the difference N D of several periods before the count number N n of T SAMP1 as the peak value, the calculated predict u, the computation time It can be secured.

そして、放電灯点灯装置16の入力側に近い電界効果トランジスタQ1,Q2の電流値iQ1,iQ2によりターンオフのタイミングを設定するので、応答性が良好である。特に、照明装置11では、応答が遅いと蛍光ランプFLが立ち消えたり、ちらついたりするおそれがあるので、応答性を高めることで、このような立ち消えやちらつきを確実に防止できる。Since the turn-off timing is set by the current values i Q1 and i Q2 of the field effect transistors Q1 and Q2 close to the input side of the discharge lamp lighting device 16, the responsiveness is good. In particular, in the lighting device 11, if the response is slow, the fluorescent lamp FL may disappear or flicker. Therefore, it is possible to reliably prevent such disappearance or flicker by improving the response.

また、通常の場合には減少する予測回路35での差分NDの変化率が増加した場合には、スイッチ選択回路38が電界効果トランジスタQ1あるいは電界効果トランジスタQ2をオフすることで、電界効果トランジスタQ1,Q2の異常などによる回路異常などによる過電流などを防止できる。Also, when the rate of change of the difference N D in the prediction circuit 35 in the normal case the decreasing is increased, when the switch selection circuit 38 turns off the field effect transistor Q1 or field effect transistor Q2, a field-effect transistor It can prevent overcurrent due to circuit abnormality due to abnormality of Q1 and Q2.

なお、上記一実施の形態において、電界効果トランジスタQ1,Q2のいずれか一方だけを制御してランプ電流ioutの1周期毎の制御とすることも可能である。この場合には、電界効果トランジスタQ2側の方が制御しやすく好ましい。In the above-described embodiment, it is possible to control only one of the field effect transistors Q1 and Q2 to control the lamp current i out for each cycle. In this case, the field effect transistor Q2 side is preferable because it is easier to control.

また、上記ターンオフのタイミングの設定は、放電灯点灯装置11の過渡期には毎周期行い、安定期には数周期毎に行うように制御してもよい。   Further, the setting of the turn-off timing may be controlled to be performed every cycle during the transition period of the discharge lamp lighting device 11, and to be performed every several cycles during the stable period.

さらに、第1変換部32は、電流制御発振器41およびカウンタ42と同等の機能を有する、例えば8ビットのフラッシュタイプのA/D変換器などとしてもよい。この場合には、例えば第2変換部37のA/D変換器37aのいずれかと共用としてもよい。   Further, the first conversion unit 32 may be, for example, an 8-bit flash type A / D converter having the same functions as the current control oscillator 41 and the counter 42. In this case, for example, it may be shared with any one of the A / D converters 37a of the second conversion unit 37.

そして、負荷の電気量としては、ランプ電流ioutなどの出力電流以外でも、例えば出力電圧や電力でも同様に制御できる。As the amount of electricity of the load, other than the output current such as the lamp current i out , for example, the output voltage and power can be similarly controlled.

また、補正手段は、閾値NDREFの補正に代えて、時間幅Tsamp1,n+kのkの値を変化させるように制御したり、これらを併用したりしてもよい。Further, the correction means may be controlled so as to change the value of k of the time width T samp1, n + k , or may be used in combination, instead of correcting the threshold value N DREF .

また、蛍光ランプFL以外の負荷に対しても上記負荷制御装置を利用できる。   The load control device can also be used for loads other than the fluorescent lamp FL.

本発明は、例えば家庭用の照明装置などに利用される。   The present invention is used in, for example, a home lighting device.

Claims (4)

負荷を駆動させるスイッチング素子を備えたインバータ回路と;
オン状態のスイッチング素子を流れるアナログの電流値を所定のサンプリング周波数でこの電流値に対応するディジタル量に変換する第1変換手段と;
この第1変換手段により所定のタイミングで変換されたディジタル量と、そのタイミングの次のタイミングのディジタル量との差分が所定の閾値以下となった状態で、この差分の変化率に基づきスイッチング素子を流れる電流値がピーク値となるタイミングを予測する予測手段と;
第1変換手段のサンプリング周波数よりも大きいクロック周波数で駆動されて予測手段により予測されたタイミングでオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせる制御手段と;
負荷から出力される電気量をディジタル量に変換する第2変換手段と;
この第2変換手段により変換したディジタル量により負荷から出力される電気量のピーク値を検出し、この検出に基づいて予測手段のタイミングの予想を補正する補正手段と;
を具備していることを特徴とする負荷制御装置。
An inverter circuit having a switching element for driving a load;
First conversion means for converting an analog current value flowing through the switching element in the ON state into a digital quantity corresponding to the current value at a predetermined sampling frequency;
In a state where the difference between the digital amount converted at a predetermined timing by the first conversion means and the digital amount at the next timing is equal to or less than a predetermined threshold, the switching element is set based on the change rate of the difference. A predicting means for predicting the timing when the flowing current value reaches the peak value;
A control unit that is driven at a clock frequency higher than the sampling frequency of the first conversion unit and turns off the switching element in the on state and turns on the switching element in the off state at a timing predicted by the prediction unit;
Second conversion means for converting an electrical quantity output from a load into a digital quantity;
Correction means for detecting the peak value of the electric quantity output from the load from the digital quantity converted by the second conversion means and correcting the prediction of the timing of the prediction means based on this detection;
A load control device comprising:
予測手段は、第1変換手段により変換されたディジタル量の絶対量に基づきスイッチング素子を流れる電流値がピーク値となるタイミングを予測し、
制御手段は、この予測手段により予測されたタイミングでオン状態のスイッチング素子をターンオフさせるとともに、オフ状態のスイッチング素子をターンオンさせる
ことを特徴とする請求項1記載の負荷制御装置。
The predicting means predicts the timing at which the current value flowing through the switching element becomes a peak value based on the absolute amount of the digital quantity converted by the first converting means,
The load control device according to claim 1, wherein the control means turns off the switching element in the on state and turns on the switching element in the off state at the timing predicted by the prediction means.
制御手段は、予測手段での差分の変化率が増加した場合に、スイッチング素子をオフする
ことを特徴とする請求項1または2記載の負荷制御装置。
The load control device according to claim 1 or 2, wherein the control means turns off the switching element when the rate of change of the difference in the prediction means increases.
請求項1ないし3いずれか一記載の負荷制御装置と;
この負荷制御装置により点灯される負荷としての放電ランプが取り付けられる器具本体と;
を具備していることを特徴とする照明装置。
A load control device according to any one of claims 1 to 3;
An appliance main body to which a discharge lamp as a load to be lit by the load control device is attached;
An illumination device comprising:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8610369B2 (en) * 2008-12-30 2013-12-17 Koninklijke Philips N.V. Electronic circuit for driving a fluorescent lamp and lighting application
EP2858222A4 (en) * 2012-05-31 2017-03-29 Nagasaki University, National University Corporation Control device for power conversion circuit
DE102012216114A1 (en) * 2012-09-12 2014-03-13 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Current zero crossing at inverter
KR101723361B1 (en) * 2013-08-05 2017-04-06 주식회사 하이딥 Lighting Device and Protection Method therefor
DE102015214221A1 (en) * 2015-07-28 2017-02-02 Robert Bosch Gmbh Method and device for operating an electrical system, electrical system
CN111050454B (en) * 2019-12-27 2023-04-18 上海联影医疗科技股份有限公司 Filament power supply and radiotherapy equipment

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06343270A (en) * 1993-05-31 1994-12-13 Fuji Electric Co Ltd Current predicting method for prediction type instantaneous value control
JP3212850B2 (en) * 1995-10-26 2001-09-25 財団法人鉄道総合技術研究所 Method and apparatus for calculating operating phase of specific frequency component signal and digital control system for active filter
JPH1041079A (en) 1996-07-25 1998-02-13 Matsushita Electric Works Ltd Discharge lamp lighting device
US6963178B1 (en) * 1998-12-07 2005-11-08 Systel Development And Industries Ltd. Apparatus for controlling operation of gas discharge devices
EP1277374B1 (en) 2000-04-10 2005-11-09 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ballast with peak detector
CN1669366B (en) * 2002-07-22 2010-12-29 皇家飞利浦电子股份有限公司 Driver for a gas discharge lamp
JP2006049084A (en) * 2004-08-04 2006-02-16 Toshiba Lighting & Technology Corp Discharge lamp lighting device and lighting device
DE602005005822T2 (en) * 2005-09-29 2009-04-30 Infineon Technologies Ag Circuit and adaptive method for driving a half-bridge circuit

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